一.互斥的引入
在FreeRTOS中，互斥（Mutex）是一种用于保护共享资源的机制。互斥锁可以确保同一时间只有一个任务能够访问共享资源，从而避免了竞态条件和数据不一致的问题。

FreeRTOS中互斥的引入方法：

1. 创建互斥锁：

   • 使用 xSemaphoreCreateMutex() 函数创建一个互斥锁。
   • 该函数返回一个互斥锁句柄，可以通过该句柄引用互斥锁。

2. 获取互斥锁：

   • 任务通过调用 xSemaphoreTake() 函数来获取互斥锁。
   • 如果互斥锁当前没有被其他任务占用，这个任务将获取到互斥锁，并可以进入临界区（访问共享资源的代码块）。
   • 如果互斥锁已经被其他任务占用，则当前任务将被阻塞，直到互斥锁被释放。

3. 释放互斥锁：

   • 任务在完成对共享资源的访问后，通过调用 xSemaphoreGive() 函数来释放互斥锁。
   • 当互斥锁被释放后，其他等待获取互斥锁的任务就可以获取到它，并继续执行临界区的代码。

需要注意的是，获取互斥锁是一种阻塞操作，即如果互斥锁当前不可用，任务将被阻塞，直到互斥锁可用。互斥锁的获取和释放应该成对出现，确保正确的同步和保护共享资源。

互斥锁的应用可确保共享资源的访问是原子性的，避免了多个任务同时访问共享资源导致的数据不一致和竞争问题。

请注意，互斥锁的使用要合理，并避免死锁和优先级翻转等问题，这在设计多任务系统时需要特别注意。

二.队列

在FreeRTOS中，队列（Queue）是一种常用的通信机制，用于在任务之间传递数据。队列提供了一种安全、可靠的方式，使任务能够以先进先出（FIFO）的顺序接收和发送数据。

以下是FreeRTOS中队列的一些特点和使用方法：

1. 创建队列：

   • 使用 xQueueCreate() 函数创建一个队列。
   • 需要指定队列的长度和每个队列元素的大小。

2. 发送数据到队列：

   • 使用 xQueueSend() 或 xQueueSendFromISR() 函数将数据发送到队列。
   • 数据将会被复制到队列中，原始数据不会受到影响。
   • 如果队列已满，任务可以等待一段时间或放弃发送，具体取决于函数的阻塞方式。

3. 接收数据从队列：

   • 使用 xQueueReceive() 或 xQueueReceiveFromISR() 函数从队列中接收数据。
   • 如果队列为空，任务可以等待一段时间或放弃接收，具体取决于函数的阻塞方式。
   • 接收到的数据将被复制到接收方提供的变量中。

4. 检查队列状态：

   • 使用 uxQueueMessagesWaiting() 函数可以获取当前队列中待处理的消息数目。
   • 使用 uxQueueSpacesAvailable() 函数可以获取队列中剩余的空闲空间。

队列提供了一种灵活的方式来实现任务之间的数据共享和通信。它可以在不同的优先级任务之间传递消息，以及在任务和中断服务程序（ISR）之间传递消息。

需要注意的是，队列的长度和每个队列元素的大小需要根据具体的应用场景来选择。队列也可以用来传递指针，使得更大的数据结构可以在任务之间共享。

Queue服务API函数具有不同的变体，可以根据应用程序的需求进行选择和使用。同时，队列还可以与其他FreeRTOS组件（如任务、定时器和信号量等）一起使用，以构建复杂的嵌入式系统。

使用场景

下情况下特别适用：

1. 任务间数据交流：当不同任务之间需要传递数据时，队列是一种安全可靠的机制。任务可以通过发送消息到队列来向其他任务传递数据，而不需要直接访问对方的数据结构。

2. 任务和中断服务程序（ISR）之间的通信：中断服务程序通常无法直接与任务通信，因为它们在执行时中断了任务的上下文。通过使用队列，中断服务程序可以将数据发送到队列，任务可以在适当的时候从队列中接收并处理数据。

3. 流量控制：队列可以用于控制任务之间的数据流量。发送任务可以根据接收任务处理数据的速度来控制发送频率，避免数据的积压或丢失。

4. 事件通知：队列还可以用于通知任务发生特定事件。当任务完成某项任务或达到某个条件时，它可以向队列发送一个特殊的消息，其他任务可以通过接收这个消息来作出相应的响应。

5. 缓冲区：队列可以用作缓冲区，以平衡不同速度的生产者和消费者。生产者可以将数据放入队列，而消费者可以按照自己的速度从队列中取出数据。

需要根据具体的应用场景来判断是否需使用队列。如果任务之间需要传递数据、需要控制数据流量或需要通知事件，那么使用队列是一个不错的选择。队列提供了一种安全、可靠的机制来实现任务之间的数据共享和通信。

xQueueSend函数

关中断，发数据，开中断

如果你想在中断状态下直接写入数据到队列，并且在写入完成后恢复中断状态，你可以按照以下步骤进行操作：

1. 在任务初始化时，通过 xQueueCreate() 函数创建一个队列，并将其句柄保存在适当的变量中。

2. 在中断服务程序中，可以使用 xQueueSend() 函数来向队列中发送数据。在发送数据前，需要先禁用中断，以确保写入数据的过程不会被打断。

   示例如下：

   // 关闭中断
   portDISABLE_INTERRUPTS();
   
   // 向队列发送数据
   xQueueSend(xQueueHandle, &data, portMAX_DELAY);
   
   // 恢复中断
   portENABLE_INTERRUPTS();
   

   在发送数据到队列后，可以根据 xQueueSend() 函数的返回值（是否成功发送）来执行相应的错误处理或日志记录。

需要注意的是，在中断中直接调用 xQueueSend() 函数时，需要确保队列的长度足够大，以避免在中断期间发生队列溢出的情况。另外，虽然中断服务程序的执行时间应该尽可能地短，但在某些情况下，如果队列发送操作无法立即完成，例如队列已满时，则可以使用 portMAX_DELAY 参数来阻塞等待队列可用。

请注意，使用这种方法需要特别小心，并确保在此期间没有其他任务会访问或更改队列，以免产生竞争条件和数据一致性问题。此外，如果有其他中断启用，并且具有更高优先级的中断可能发生时，建议使用 xQueueSendFromISR() 函数来发送数据，以便安全地在中断上下文中操作队列。